Hyperkapni ved ortostatisk hypotension

BAGGRUND: Regulering af vævsblodforsyning til vitale organer såsom hjernen og hjertet opfyldes for en stor del ved lokal justering af mikrovaskulaturen (autoregulering) og det autonome nervesystems kontrol af det kardiovaskulære system. Neurogen ortostatisk hypotension (NOH) er et centralt eksempel på, når disse systemer svigter. Patienter oplever et signifikant og vedvarende blodtryksfald (≥20/10 mmHg) i oprejst stilling, hvilket resulterer i cerebral hypoperfusion og symptomer på svimmelhed, kvalme, præsynkope og endda synkope. NOH og svækket cerebrovaskulær perfusion opstår på grund af manglende evne til at øge sympatisk udstrømning af barorefleksen.

En ny løsning til at modvirke de akutte virkninger af NOH er forbigående at øge sympatisk aktivitet ved at stimulere de perifere og centrale respiratoriske kemoreceptorer med forhøjet Fractional Inspired (Fi) CO2. Hos raske frivillige forbedrer forhøjet FiCO2 ortostatisk tolerance og blodtrykskontrol under hurtige posturale overgange. Derudover har få overvejet kønsforskelle effekter på det kemoreflex-autonome forhold. Eksisterende beviser viser en forstærket sympatisk respons på kemorefleks-stimulering hos postmenopausale kvinder med observeret vasokonstriktion og øget blodtryk. Disse data indikerer, at kvinder kan reagere bedre på hyperkapni som en ny terapeutisk intervention for NOH. Desværre kan det også fremhæve en disposition for kardiovaskulær risiko forbundet med liggende hypertension.

For bedre at forstå den mekanistiske underbygning af NOH hos mænd og kvinder og for at udforske brugen af ​​forhøjet FiCO2 til at behandle det, har forskere brug for en bedre måde at overvåge sympatisk aktivitet og cerebrovaskulær perfusion. Funktionel optisk kohærenstomografi (fOCT) af øjets retinale og choroid vaskulære leje (en ud af hjernen) blev for nylig udviklet i Calgary for at muliggøre fysiologisk overvågning af disse væsentlige variable. Sammenfattende ser forhøjede FiCO2-niveauer (hyperkapni) ud til at forbedre BP-reaktioner på stående og ortostatisk tolerance og kan udgøre en attraktiv terapi for NOH-patienter.

Dette er et proof-of-concept-studie til at evaluere hypercapni som en ny terapeutisk intervention til at forbedre blodtryk og ortostatisk tolerance hos mandlige og kvindelige patienter med NOH. Derudover vil efterforskerne sigte mod at evaluere funktionel OCT som et avanceret, ikke-invasivt værktøj til at måle sympatisk og metabolisk cerebrovaskulær kontrol.

MÅL: Formålet med det nuværende forslag er at anvende hyperkapni under fOCT-monitorering hos mandlige og kvindelige patienter med NOH og sunde kontroller for at: (a) evaluere og sammenligne virkningerne af hyperkapni på kardiovaskulære og cerebrovaskulære reaktioner for bedre at forstå grundlæggende kemorefleks- og barorefleksfysiologi hos mandlige og kvindelige patienter med NOH, (b) afgøre, om en enhed, der forbigående øger FiCO2 som reaktion på posturale ændringer, vil have effekt som et ikke-lægemiddel-terapeutisk middel og (c) evaluere fOCT som et nyt avanceret værktøj til at måle sympatiske og metaboliske komponenter cerebral autoregulering hos patienter med autonomt svigt.

METODER: Mandlige og kvindelige NOH-patienter (n=40) vil blive rekrutteret fra Calgary Autonomic Clinic sammen med køns- og aldersmatchede kontroller fra samfundet. Deltagerne vil gennemføre fem Active Stand Tests, hvorunder de vil blive bedt om at målrette mod forskellige end-tidal (ET) CO2-niveauer. OCT-billeder vil blive taget under hver test. Deltagerne vil gennemføre følgende vejrtrækningsprotokol under en aktiv standtest: a) indånding af normal rumluft (ETCO2 frit til at svinge), b) ETCO2 fastspændt ved baseline, c) ETCO2 fastspændt ved +5 mmHg, d) ETCO2 fastspændt ved +10 mmHg, f.eks. ) ETCO2 fastspændt ved +10 mmHg med ETO2 fastspændt ved 50 mmHg. Målet for ETCO2-niveauer vil blive opnået gennem et computerstyret gasleveringssystem. En genåndingsopgave for at fremkalde hyperkapni og hypoxi (lavt iltindhold) udføres sidst. Hver tilstand vil blive efterfulgt af en minimum 10-minutters restitutionsperiode for at sikre ETCO2-normalisering. Hæmodynamik (BP, HR og slagvolumen) og ortostatiske symptomer vil blive vurderet hele vejen igennem. Breath-by-breath data vil omfatte ETO2, ETCO2, respirationsfrekvens, tidalvolumen og minutventilation. OCT billedanalyser i siddende og stående stilling vil måle choroid og retinal (surrogater for henholdsvis perifer sympatisk aktivitet og metabolisk cerebral autoregulering) perfusionstætheder.